基于鋱鏑鐵的超磁致伸縮管道導波換能器的研制與缺陷檢測
發(fā)布時間：2021-08-25 04:34
相比較傳統(tǒng)的壓電式換能材料,超磁致伸縮材料的機電耦合系數(shù)及能量轉換效率更高,在導波換能器領域具有巨大的發(fā)展?jié)摿�。因�?將超磁致伸縮材料運用于高性能導波換能器,以提升管道導波換能器的檢測范圍及精度,對導波無損檢測技術的發(fā)展是十分有意義的。本文通過理論與試驗相結合的方式對超磁致伸縮管道導波換能器的內部組件進行了設計,研究了各組件參數(shù)對換能器激勵及接收性能的影響規(guī)律,并對換能器的缺陷檢測性能進行了試驗驗證。研究工作及成果主要包括以下內容:（1）結合試驗的需求,搭建了管道導波檢測系統(tǒng),對超磁致伸縮導波換能器的激勵導波模態(tài)與信號進行了選擇,制定了用于評判超磁致伸縮導波換能器檢測性能的評定參數(shù)。針對鋱鏑鐵振子無法直接與管道任意表面相耦合的問題,設計了一種鋱鏑鐵-彈性基底復合振子結構,并根據(jù)諧振公式推算出鋱鏑鐵振子的基本尺寸,通過試驗確定了彈性基底的最佳尺寸與基底材料。（2）對換能器偏置磁場的結構進行了試驗分析,發(fā)現(xiàn)對稱結構的偏置磁場得到的試驗回波系數(shù)比非對稱結構的更高,研究了不同永磁體數(shù)量的偏置磁場對換能器性能的影響,試驗發(fā)現(xiàn)當永磁體增加到一定數(shù)量時,焊縫的回波系數(shù)增長速度明顯減緩。通過對交變線圈...
【文章來源】：江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
管道泄漏引發(fā)的事故及污染Figure1.1Accidentsandpollutioncausedbypipelineleaks為保證管道的安全平穩(wěn)運行，需定期對其進行檢測排查，提前發(fā)現(xiàn)缺陷并進
江 蘇 大 學 專 業(yè) 碩 士 學 位 論 文.2(a)。壓電材料是一種智能材料，它不僅可以作為驅動能量的來源，也可對外境的變化做出反應。其原理是利用壓電及其逆效應，實現(xiàn)電能-機械能之間換[9]。但由于壓電材料受到能量密度與轉換比較低的性能限制，導致壓電換的檢測能力有限，難以滿足遠距離的管道檢測要求。而磁致伸縮型換能器一用鎳帶或磁化鋼管本體進行檢測，這種設置需要將激勵和接收換能器分別置測段的兩端，且裝卸十分麻煩，檢測效率很低。隨著對檢測量與精度的更高，高性能的導波換能器將成為研究的重點。
基于鋱鏑鐵的超磁致伸縮導波換能器的研制及缺陷檢測二章 超磁致伸縮導波換能器的檢測理論研致伸縮材料的理論研究伸縮效應性體(如金屬 Ni、Fe)的磁化狀態(tài)發(fā)生變化時，其自身幾何尺，這就是磁致伸縮效應。反之，當磁性體受到外力作用發(fā)生圍磁場的變化，這種現(xiàn)象被稱為磁致伸縮逆效應[62]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]刀型Terfenol-D傳感器激勵線圈對激勵效果的影響[J]. 姜銀方,陳波,雷玉蘭,郭永強,劉兵,匡泓錦,蔣俊俊. 電子科技. 2018(08)
[2]磁致伸縮超聲導波的包覆層輕烴管道檢測試驗分析[J]. 谷濤,王強,胡棟,翟永軍. 河南科技大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]油氣管道安全管理及相關技術現(xiàn)狀芻議[J]. 劉鈺. 化工管理. 2018(15)
[4]稀土超磁致伸縮材料及其應用研究現(xiàn)狀[J]. 殷毅. 磁性材料及器件. 2018(03)
[5]超聲導波檢測技術的發(fā)展與應用現(xiàn)狀[J]. 曲志剛,武立群,安陽,白萌,方日,顏達現(xiàn). 天津科技大學學報. 2017(04)
[6]針對油氣管道運輸泄露檢測技術的研究[J]. 郭紹忠,朱榮軍,劉輝,郭小凡,楊筱珊. 化工管理. 2017(22)
[7]超聲導波檢測技術的發(fā)展、應用與挑戰(zhàn)[J]. 何存富,鄭明方,呂炎,鄧鵬,趙華民,劉秀成,宋國榮,劉增華,焦敬品,吳斌. 儀器儀表學報. 2016(08)
[8]管道超聲導波檢測技術進展[J]. 張躍強,張早校,郝建成,賈云龍,燕學軍,馬旭兵,韓丁,郭俊杰. 化工設備與管道. 2016(03)
[9]壓電材料的研究新進展[J]. 溫建強,章力旺. 應用聲學. 2013(05)
[10]美國油氣管道事故及其啟示[J]. 帥健. 油氣儲運. 2010(11)
博士論文
[1]Galfenol復合懸臂梁磁機耦合建模及實驗研究[D]. 曹清華.武漢理工大學 2015
[2]波導結構的特征頻率法及其超聲導波聲彈性效應研究[D]. 劉飛.北京工業(yè)大學 2013
[3]超磁致伸縮材料、器件損耗理論與實現(xiàn)研究[D]. 陶孟侖.武漢理工大學 2012
碩士論文
[1]基于馳豫單晶的壓電導波換能器的研制及接收試驗研究[D]. 陳凱歌.江蘇大學 2017
[2]Pb/EPOXY聲阻抗梯度復合材料制備與聲學特性研究[D]. 陳一萌.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]基于超聲導波的管道非通透缺陷模擬研究[D]. 童今鳴.華東理工大學 2017
[4]基于Terfenol-D的管道超聲導波激勵換能器的研制[D]. 曹健.江蘇大學 2016
[5]管道腐蝕超聲導波檢測數(shù)值仿真研究[D]. 譚冰芯.北京化工大學 2014
本文編號：3361406
【文章來源】：江蘇大學江蘇省
【文章頁數(shù)】：89 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
管道泄漏引發(fā)的事故及污染Figure1.1Accidentsandpollutioncausedbypipelineleaks為保證管道的安全平穩(wěn)運行，需定期對其進行檢測排查，提前發(fā)現(xiàn)缺陷并進
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基于鋱鏑鐵的超磁致伸縮導波換能器的研制及缺陷檢測二章 超磁致伸縮導波換能器的檢測理論研致伸縮材料的理論研究伸縮效應性體(如金屬 Ni、Fe)的磁化狀態(tài)發(fā)生變化時，其自身幾何尺，這就是磁致伸縮效應。反之，當磁性體受到外力作用發(fā)生圍磁場的變化，這種現(xiàn)象被稱為磁致伸縮逆效應[62]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]刀型Terfenol-D傳感器激勵線圈對激勵效果的影響[J]. 姜銀方,陳波,雷玉蘭,郭永強,劉兵,匡泓錦,蔣俊俊. 電子科技. 2018(08)
[2]磁致伸縮超聲導波的包覆層輕烴管道檢測試驗分析[J]. 谷濤,王強,胡棟,翟永軍. 河南科技大學學報(自然科學版). 2018(06)
[3]油氣管道安全管理及相關技術現(xiàn)狀芻議[J]. 劉鈺. 化工管理. 2018(15)
[4]稀土超磁致伸縮材料及其應用研究現(xiàn)狀[J]. 殷毅. 磁性材料及器件. 2018(03)
[5]超聲導波檢測技術的發(fā)展與應用現(xiàn)狀[J]. 曲志剛,武立群,安陽,白萌,方日,顏達現(xiàn). 天津科技大學學報. 2017(04)
[6]針對油氣管道運輸泄露檢測技術的研究[J]. 郭紹忠,朱榮軍,劉輝,郭小凡,楊筱珊. 化工管理. 2017(22)
[7]超聲導波檢測技術的發(fā)展、應用與挑戰(zhàn)[J]. 何存富,鄭明方,呂炎,鄧鵬,趙華民,劉秀成,宋國榮,劉增華,焦敬品,吳斌. 儀器儀表學報. 2016(08)
[8]管道超聲導波檢測技術進展[J]. 張躍強,張早校,郝建成,賈云龍,燕學軍,馬旭兵,韓丁,郭俊杰. 化工設備與管道. 2016(03)
[9]壓電材料的研究新進展[J]. 溫建強,章力旺. 應用聲學. 2013(05)
[10]美國油氣管道事故及其啟示[J]. 帥健. 油氣儲運. 2010(11)
博士論文
[1]Galfenol復合懸臂梁磁機耦合建模及實驗研究[D]. 曹清華.武漢理工大學 2015
[2]波導結構的特征頻率法及其超聲導波聲彈性效應研究[D]. 劉飛.北京工業(yè)大學 2013
[3]超磁致伸縮材料、器件損耗理論與實現(xiàn)研究[D]. 陶孟侖.武漢理工大學 2012
碩士論文
[1]基于馳豫單晶的壓電導波換能器的研制及接收試驗研究[D]. 陳凱歌.江蘇大學 2017
[2]Pb/EPOXY聲阻抗梯度復合材料制備與聲學特性研究[D]. 陳一萌.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[3]基于超聲導波的管道非通透缺陷模擬研究[D]. 童今鳴.華東理工大學 2017
[4]基于Terfenol-D的管道超聲導波激勵換能器的研制[D]. 曹健.江蘇大學 2016
[5]管道腐蝕超聲導波檢測數(shù)值仿真研究[D]. 譚冰芯.北京化工大學 2014
本文編號：3361406
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